DE9306685U1

DE9306685U1 - Stößel

Info

Publication number: DE9306685U1
Application number: DE9306685U
Authority: DE
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1993-05-04
Filing date: 1993-05-04
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2003-05-05

Description

INA Wälzlager Schaeffler KG, Industriestr. 1-3

8522 Herzogenaurach

ANR 17 17 332

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Stößel

Die Erfindung betrifft einen Stößel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem kreisringförmigen und einem kreisförmigen Bodenabschnitt, die konzentrisch zueinander angeordnet und jeweils von Nocken unterschiedlichen Hubes beaufschlagbar sind, wobei ein zentraler Nocken kleinen Hubes zur Beaufschlagung des kreisförmigen und zumindest ein neben diesem angeordneter Nocken größeren Hubes zur Beaufschlagung des kreisringförmigen Bodenabschnittes dienen, wobei der Stößel über ein mit dem kreisringförmigen Bodenabschnitt verbundenes hohlzylindrisches Hemd in einer Bohrung eines Zylinderkopfes geführt ist, während der kreisförmige Bodenabschnitt an seiner den Nocken abgewandten Stirnfläche eine Führungshülse mit einem darin angeordneten Spielausgleichselement aufnimmt, und wobei die mit den beiden Bodenabschnitten versehenen Einheiten relativ zueinanander verschiebbar und durch radial verlagerbare Koppelmittel aneinander koppelbar sind.

Ein derartiger Stößel geht aus der DE-A-42 06 166 hervor. Dieser besteht aus einem zweigeteilten Gehäuse, dessen Boden durch zumindest zwei Nocken unterschiedlichen Hubverlaufes beaufschlagbar ist. Die Kopplung beider Gehäuseteile erfolgt über in Radialrichtung wirkende und mit Stiften versehene Kolben. Im entkoppelten Zustand vollzieht das äußere Gehäuseteil einen Leerhub. Das innere Gehäuseteil folgt der Kontur des inneren Nockens. Das Ventil vollzieht einen kleineren Hub.

Sollte nun der gattungsgemäße Stößel hydraulisch wirkend ausgelegt werden, um ein eventuell vorhandenes Ventilspiel auszugleichen, können keine oder nur aufwendige Maßnahmen zur Ölzufuhr zu dem Hydraulik-

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element getroffen werden. In diesem Fall wäre eine zweite, separate Ölzuleitung, ausgehend vom Tassenhemd zu dem Kolben bzw. zum Spielausgleichselement, vorzusehen, kombiniert mit separaten Ansteuerleitungen im Zylinderkopf.
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Von Nachteil bei dem aus der obengenannten Druckschrift vorbekannten Stößel ist es ebenfalls, daß keine Maßnahmen einer axialen Wegbegrenzung oder Verliersicherung für die beiden Verriegelungselemente entnehmbar sind. Des weiteren steht dem außenliegenden Nocken zur Betätigung des äußeren Gehäuseteiles auf dem Boden, aufgrund seiner planen Gestaltung, nur eine begrenzte Aufstandsfläche zur Verfügung. Um die während der Auswanderung des Nockens auf dem Boden des Stößels benötigte Fläche zu garantieren, und die gewünschten Ventilerhebungskurven zu realisieren, wäre eine in Nockenwellenrichtung gesehen zylindrische Bodengestaltung erwünscht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stößel der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und bei dem insbesondere ein einfach und zuverlässig gestalteter Koppelmechanismus mit gleichzeitiger gemeinsamer Ansteuerung des Hydraulikelementes gegeben ist, wobei ebenfalls die erforderlichen Ventilerhebungskurven garantiert sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im kreisförmigen und kreisringförmigen Bodenabschnitt radial verlaufende, in einer Grundkreisphase der Nocken fluchtende, Bohrungen angeordnet sind, die zumindest einen durch ein Druckmittel gegen Federkraft verschiebbaren Kolben als Kuppelmittel aufnehmen und daß der Kolben im Falle des Koppeins beider Einheiten in Radialrichtung derart verschieblich ausgebildet ist, daß er mit seiner Außenmantelfläche eine sich in Axialrichtung erstreckende, ringförmige Trennfläche zwischen beiden Einheiten übergreift. Durch diese Ausgestaltung ist ein einfach wirkender Koppelmechanismus für die beiden Elemente gegeben. Dadurch, daß die Böden dieser Elemente in Nockenwellenrichtung gesehen zylindrisch ausgebildet sind, werden auf einfache Art und Weise die gewünschten Ventilerhebungskurven garantiert, da nun der Boden die für den Nocken erforderliche Aufstandsfläche aufweist. Die Ansteuerung bzw. Schaltung

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des Stößels soll in Abhängigkeit solcher Betriebszustände wie Motordrehzahl, Last und Temperatur erfolgen. Dabei wird im unteren Drehzahl- und Lastbereich zumindest ein Einlaßventil auf eine Ventilerhebungskurve mit niedrigem Hub und kleinem Öffnungswinkel umgeschaltet bzw. völlig außer Betrieb gesetzt. Somit wird die Gemischbildung und Verbrennung durch den sich ausbildenden Drall im Brennraum insgesamt günstig beeinflußt. Die höheren Einströmgeschwindigkeiten aufgrund kleinerer Öffnungsquerschnitte können ferner zu einer verbesserten Zerstäubung und Verdampfung des Gemischs führen. Diese Effekte wirken sich positiv auf den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemission aus. Denkbar und in den Schutzumfang dieser Erfindung mit einbezogen soll auch eine Lösung sein, bei der über die Gestaltung der Nockenkontur und des mit ihr zusammenwirkenden Stößels im mittleren Drehzahlbereich eine Ventil hubkurve für hohes Motordrehmoment und bei hohen Drehzahlen eine Ventilhubkurve für hohe Motorleistung durch Umschalten des Stößels realisiert ist. Diese hier genannten Maßnahmen führen letztendlich zu einer Wirkungsgrad- bzw. Leistungsoptimierung sowie zu einer Minderung der Schadstoffemission der Brennkraftmaschine.

Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 17 und werden hier folgend näher beschrieben.

So ist es nach Anspruch 2 vorgesehen, daß als Druckmittel Hydrauliköl verwendet wird, wobei zur Versorgung eines zentrischen Öl Vorratsraumes des Spielausgleichselementes und zur Beaufschlagung der Kolben eine gemeinsame Versorgungsleitung für das Druckmittel, ausgehend von einer Zuführbohrung durch das Hemd, vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme kann auf das zur Schmierung der Brennkraftmaschine vorgesehene und gleichzeitig zur Befüllung des hydraulischen Spielausgleichselementes dienende Hydrauliköl zurückgegriffen werden. Es wird nur eine Ölpumpe benötigt, deren Fördermenge und -leistung gegebenenfalls dem erhöhten Bedarf angepaßt werden kann. Denkbar sind jedoch auch andere Druckmittel wie Bremsflüssigkeit oder ähnliche, jedoch ist in diesem Falle eine separate Ansteuerung des die Kopplung der Einheiten bewirkenden Mechanismus erforderlich. Dadurch, daß eine gemeinsame Versorgungsleitung für das Druckmittel zu dem Mechanismus und dem Spielaus-

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gleichselement im Stößel vorgesehen ist, ist der Fertigungsaufwand minimiert.

Es kann auf die im Zylinderkopf ohnehin vorhandene eine Ansteuerleitung für Druckmittel zum hydraulisch wirkenden Stößel zurückgegriffen werden. Die Kopplung des kreisringförmigen Bodenabschnittes an den kreisförmigen wird beispielsweise bei einer Kurbelwellendrehzahl von 2.500 U/min realisiert. Bis zu dieser Drehzahl ist in der Versorgungsgalerie für Druckmittel für den Stößel im Zylinderkopf ein Drosselven- til geschaltet. Dieses hält den Druck an Hydrauliköl in der Galerie bis auf einen bestimmten Wert, wie 0,5 bar, gedrosselt. Bis zu diesem Druck werden die Kolben durch Federkraft in ihrer Bohrung im kreisförmigen Bodenabschnitt gehalten und der zweigeteilte Stößel ist entriegelt.

Wird nun die obengenannte Drehzahl überschritten, öffnet das Drosselventil und gibt den normal anstehenden Druck des Hydrauliköls frei. Der bis dahin wirkende Öldruck ist so bemessen, daß die Funktionstüchtigkeit des hydraulischen Spielausgleichselementes im Stößel sowie die Motorschmierung garantiert ist. Der nun anstehende Druck an Hydraul iköl wird genutzt, um den jeweiligen Kolben entgegen der Federkraft in Radialrichtung so zu verschieben, daß er mit seiner Außenmantelfläche die sich in Axialrichtung erstreckende und ringförmige Trennfläche zwischen beiden Einheiten übergreift und in dieser Position verharrt. In dem so geschalteten Fall sind die beiden Elemente formschlüssig verbunden, es wirkt jetzt das hier vorgesehene äußere Nockenpaar mit seinem großen Hub auf das Ventil. Unterschreitet die Drehzahl den obengenannten Schaltpunkt, wird der Öldruck wieder gedrosselt und der Stößel entkoppelt.

Nach Anspruch 3 ist es vorgesehen, daß sich vom kreisringförmigen Bodenabschnitt in eine von den Nocken abgewandte Richtung ein hülsenförmiger, konzentrischer Ansatz erstreckt, in dessen Bohrungsfläche die Führungshülse des kreisförmigen Bodenabschnittes aufgenommen ist, wobei in Anspruch 4 fortgeführt ist, daß in einem Ringraum, welcher in Radialrichtung zwischen dem konzentrischen Ansatz und dem Hemd verläuft, ein im Querschnitt gesehen umgekehrt U-förmiges und ringför-

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miges Blechteil angeordnet ist, dessen Boden einen ersten Ölvorratsraum in Richtung zum kreisringförmigen Bodenabschnitt begrenzt, daß das Blechteil mit seinen Schenkeln an Innenmantelflächen des Hemdes und des konzentrischen Ansatzes öl- und luftdicht anliegt und daß zwischen der Innenmantelfläche des Hemdes und dem dort anliegenden Schenkel sowie zwischen der Innenmantelfläche des Ansatzes und dem dort anliegenden Schenkel des U-förmigen Blechteils ein Nutquerschnitt für Druckmittel, ausgehend von der Zuführbohrung in den ersten Ölvorratsraum und von diesem über zumindest eine, den konzentrischen Ansatz und die Führungshülse schneidende Bohrung zu dem zentrischen Ölvorratsraum des Spielausgleichselementes und zu den Kolben, vorgesehen ist. Durch das hier beschriebene Blechteil, wobei auch andere Werkstoffe wie Kunststoffe denkbar sind, ist eine billige und einfache gemeinsame Ölzuleitung für die Kolben und zum Hydraulikelement geschaffen. Durch den relativ tiefliegenden Ansaugpunkt ist mit hoher Sicherheit garantiert, daß keine Luft in den zentrischen Ölvorratsraum bzw. zur Beaufschlagung der Kolben gesaugt oder gedrückt wird. Diese Luft bzw. der sich ausbildende Schaum führt im Extremfall zum Funktionsverlust des Stößels, insbesondere beim Kurzstreckenbetrieb der Brennkraftmaschine. Des weiteren kann durch die hier beschriebene, erfindungsgemäße Ausgestaltung auf eine separate Ölzuleitung im Zylinderkopf und im Stößel verzichtet werden, das heißt, es kann auf bisherig ausgeführte Zylinderköpfe zurückgegriffen werden.

Gemäß Anspruch 5 wird auf einer den Nocken zugewandten Stirnfläche eines in einem Außenkolben des Spielausgleichselementes gelagerten Innenkolbens eine Einlegeplatte angeordnet, diese ist einerseits zwischen der Stirnfläche und zumindest einer Aussparung für einen Druckmittelübertritt in den zentrischen Ölvorratsraum angeordnet und andererseits ist zwischen der Einlegeplatte und der Stirnfläche wenigstens ein radial verlaufender Kanal für die Druckmittelbeaufschlagung der Kolben angeordnet. Diese Einlegeplatte braucht nicht befestigt zu werden, da sie durch die zusammengeschobenen Elemente ohnehin gehalten ist. Durch diese Ausgestaltung wird der Ölstrom zu dem Kolben und zu dem Spielausgleichselement in einfacher Art und Weise geteilt. Denkbar wären jedoch auch befestigte Elemente, bzw. eine geeignete Gestaltung des Stößel inneren selbst.

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Wie in Anspruch 6 beschrieben, kann es vorgesehen sein, daß die Federkraft über zumindest eine, mit jedem Kolben verbundene, Zugfeder hergestellt ist, die anderenends an einem zentrisch im kreisförmigen Bodenabschnitt angeordneten Stift befestigt ist, wobei die Kolben über die Zugfeder im ungekoppelten Zustand der Einheiten in der Bohrung des kreisförmigen Bodenabschnittes gehalten sind. Hier kann auf vorhandene, standardisierte Konstruktionselemente zurückgegriffen werden. Denkbar und vorgesehen sind auch mehrere zusammengesetzte Zugfedern. Jedoch ist der Schutzumfang nicht nur auf die hier beschriebenen Zugfedern beschränkt. Denkbar wären eine Vielzahl von Varianten mit Elementen, welche elastische Eigenschaften aufweisen.

Daß in den im kreisförmigen Bodenabschnitt verlaufenden Bohrungen Anschlagmittel zur radialen Wegbegrenzung der Kolben vorgesehen sind, ist Gegenstand des Anspruches 7. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ist in einfacher Weise ein Anschlag für die Kolben geschaffen. Denkbar sind Hülsen, jedoch kann der Anschlag auch durch Verstemmungen der Bohrung des kreisringförmigen Bodenteiles oder ähnliches realisiert werden.

Aus Anspruch 8 geht hervor, daß die Bohrungen im kreisförmigen Bodenabschnitt sternförmig angeordnet sind, wobei in jeder Bohrung ein Kolben angeordnet ist, daß jedem Kolben in Radialrichtung ein Ringsegment als Koppelmittel vorgeordnet ist, daß die Ringsegmente an ihrer Außenmantelfläche durch ein sie gemeinsam umschließendes, radial nach innen wirkendes, Federelement beaufschlagt sind, wobei in Anspruch 9 konkretisiert ist, daß als Federelement zumindest eine Schlauchfeder verwendet ist, welche in einer in der Außenmantelfläche der Ringsegmente verlaufenden Ringnut lagefixiert ist. Die Ringnuten sind einfach zu fertigen. Des weiteren benötigt diese Gestaltungsvariante keine Verdrehsicherung zwischen dem Innen- und Außenelement. Durch diese Ausgestaltung kann auf den im Anspruch 6 beschriebenen zentrisch gelagerten Stift verzichtet werden. Durch die Vielzahl der Kolben verringert sich die auf sie sowie die Ringsegmente wirkende Flächenpressung im Kopplungsfalle, das heißt, sie können kleiner dimensioniert werden.

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Gemäß Anspruch 10 weist die Bohrungsfläche des konzentrischen Ansatzes, zumindest im Bereich der aus den Bohrungen des kreisförmigen Bodenabschnittes im ungekoppelten Zustand hervorstehenden Ringsegmente, eine Durchmessererweiterung auf, deren Unterkante den Ringsegmenten einen Anschlag bietet. Durch diese Durchmessererweiterung kann auf sonstige Mittel zur axialen Wegbegrenzung der beiden Elemente zueinander verzichtet werden. Denkbar bei den hier beschriebenen sowie bei den sonstigen Varianten ist auch eine separate Ansteuerung der Kolben. Dabei läßt sich der die Kopplung bewirkende Druck variieren, ohne die Funktion des Spielausgleichselementes zu beeinflussen. Über die in Radialrichtung vorgesehenen Bohrungen im kreisringförmigen Bodenabschnitt kann das in der Durchmessererweiterung eventuell befindliche Hydrauliköl weggedrückt werden.

Eine zusätzliche erfindungsgemäße Ausgestaltung ist in den Ansprüchen

11 und 12 beschrieben. So ist es Gegenstand des Anspruchs 11, daß zumindest ein permanentmagnetischer Kolben vorgesehen ist, daß dieser Kolben im ungekoppelten Zustand in der Bohrung des kreisförmigen Bodenabschnittes angeordnet ist, daß im Falle des Koppeins der beiden Einheiten der permanentmagnetische Kolben entgegen seiner Magnetkraft zu einer Anschlaghülse, welche zentral in der Bohrung des kreisförmigen Bodenabschnittes gelagert ist, über Hydrauliköl in Radialrichtung verschiebbar ist, wobei in der jeweiligen Bohrung des kreisringförmigen Bodenabschnittes ein permanentmagnetischer Körper angeordnet ist, der in bezug auf den Kolben eine Abstoßungskraft ausübt. In Anspruch

12 ist alternativ ausgeführt, daß zumindest ein ferromagnetische^ nichtmagnetisierbarer Kolben vorgesehen ist, daß dieser Kolben im ungekoppelten Zustand in der Bohrung des kreisförmigen Bodenabschnittes angeordnet ist, daß im Falle des Koppeins der beiden Einheiten der Kolben entgegen der Magnetkraft eines Permanentmagneten, welcher zentral in der Bohrung des kreisförmigen Bodenabschnittes gelagert ist, über Hydrauliköl in Radialrichtung verschiebbar ausgebildet ist. Durch diese magnetischen Mittel kann auf den verwendeten Federmechanismus zur Kopplung verzichtet werden. Die Magnetkraft der Permanentmagneten ist dabei so bemessen, daß sie über die Lebensdauer des Stößels hinweg fortdauert. Um zu verhindern, daß eventuell im Hydrauliköl vorhandene ferromagnetische Partikel sich an den Permanentmagne-

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ten festsetzen, können geeignete, nicht näher beschriebene, Maßnahmen zum Fernhalten dieser von dem Koppelmechanismus getroffen werden, beispielsweise Filtermaßnahmen, magnetische Abscheidemaßnahmen oder derartige Maßnahmen unter Ausnutzung der Schwer- bzw. Fliehkraft.
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Aus dem nebengeordneten Anspruch 13 geht es hervor, daß Anschlagmittel zur relativen axialen Wegbegrenzung der beiden Einheiten vorgesehen sind, wobei in Anspruch 14 fortgeführt ist, daß die Anschlagmittel in einem, nahe einer den Nocken zugewandten Stirnfläche des kreisförmigen Bodenabschnitts liegenden, Bereich eine Außenmantelfläche der Führungshülse angeordnet sind, wobei sie aus in komplementären Aussparungen der Außenmantelfläche der Führungshülse gepreßten Wälzkörpern bestehen. Diese Anschlagmittel begrenzen die Relativbewegung der beiden Elemente im entkoppelten Zustand während der Grundkreisphase der Nocken zueinander. Außerdem verhindern sie während eines Transports ein Auseinanderfallen der Stößelbauteile (siehe Anspruch 17). Denkbar und in den Schutzumfang dieser Erfindung mit einbezogen sind auch weitere Anschlagmittel, wie ein in eine Nut der Außenmantelfläche der Führungshülse eingelegter Ring, eine Verstemmung oder ähnliches bzw. auch eine andere Lage der Anschlagmittel als die hier aufgeführte. Durch diese hier beschriebenen Maßnahmen wird zwischen den verriegelbaren Elementen ein innerer Kraftfluß hergestellt, der die Kraftwirkung der Druckfeder auf die Nocken größeren Hubes sowie auf eine im Spielausgleichselement angeordnete Druckfeder verringert. Die Funktion des Spielausgleichselementes ist somit über sämtliche Hub- und Verriegelungsphasen garantiert.

Wie in Anspruch 15 ausgeführt, ist der Stößel in der Bohrung des Zylinderkopfes über eine in seinem Hemd angeordnete, und dieses in radialer Richtung überragende, Rollennadel verdrehgesichert geführt. Diese Rollennadel, vorzugsweise mittig im Hemd angeordnet, verhindert in einfacher Art und Weise ein Verdrehen des Stößels in seiner Bohrung im Zylinderkopf. Diese Verdrehsicherung ist notwendig aufgrund der zylindrischen Gestaltung der Böden der beiden Elemente in Richtung der Nockenwelle. Für den Fall, daß die Böden keine zylindrische, sondern eine plane Oberflächengestaltung aufweisen, kann auf diese Verdrehsicherung gegebenenfalls verzichtet werden.

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Eine einfach gestaltete Verdrehsicherung der beiden Elemente zueinander geht aus Anspruch 16 hervor. So ist es vorgesehen, daß eine Außenmantelfläche der Führungshülse und die Bohrungsfläche des konzentrischen Ansatzes über zueinander komplementäre Anf lachungen verfügen. Anstatt der hier beschriebenen Anf lachungen können auch weitere Sicherungen, wie solche über eine in eine Nut eingreifende Paßfedern oder ähnliche vorgesehen sein. Gleichzeitig bewirken die Anflachungen eine Verringerung des Verfahrweges der Kolben in Radialrichtung, sofern diese am Umfangsabschnitt der Anflachungen angeordnet sind.

Nach Anspruch 17 ist es vorgesehen, daß in dem Ringraum zwischen dem Boden des U-förmigen Blechteils und einem von einem den Nocken abgewandten Bereich der Führungshülse ausgehenden, sich radial erstreckenden, weiteren Blechteil, zumindest eine, die Führungshülse umschließende und in axialer Richtung wirkende Druckfeder angeordnet ist. Diese Druckfeder hält bei nicht gekoppelten Elementen das äußere ringförmige Element in ständiger Anlage an den Nocken. Ein vollständiges Auseinanderfahren beider Elemente ist durch die in den Ansprüchen 13 und 14 genannten Maßnahmen verhindert. Die Kraft dieser Druckfeder wird möglichst hoch gewählt, um den Stößel auch bis zur maximalen Drehzahl funktionsfähig zu erhalten. Mit in den Schutzumfang dieser Erfindung einbezogen sind auch weitere Federelemente, auch derartige, die nicht die Führungshülse umschließen, sondern beispielsweise planetenartig in dem Ringraum um die Führungshülse herum angeordnet sind.

Als weiterer wesentlicher Vorteil des hier aufgezeigten erfindungsgemäßen Stößels zählen sein geringes Gewicht, wobei auch eine Leichtbauvariante mit einem Gehäuse aus Aluminium oder einem anderen Leichtbauwerkstoff, bzw. mit einem Gehäuse bestehend aus einer Werkstoffkombination, denkbar ist, bzw. eine Variante mit einer auf das Hemd oder die Böden aufgetragenen Verschleißschutzschicht. Das Gewicht des hier vorgestellten Stößels entspricht in etwa dem der bisher ausgeführten, nichtschaltbaren Stößel. Durch die Tassenforni ist dessen Einbauhöhe gering gehalten. Die Anschlußmaße, beispielsweise von einer bisherigen Nockenwelle zur Kurbelwelle brauchen demzufolge nicht geändert zu werden.

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Der Schutzumfang dieser Erfindung ist nicht nur auf ihre Einzelmerkmale beschränkt. Denkbar und vorgesehen sind auch Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale mit dem in den Vorteilsangaben und zum Ausgestaltungsbeispiel Offenbarten.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand dieser näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stößel,

Figur 2 eine um 90° gedrehte Schnittansicht nach Figur I₁

Figur 3 einen Querschnitt durch einen Stößel mit im kreisförmigen Bodenabschnitt angeordneten Bohrungen,

Figur 4 einen Längsschnitt eines Stößels nach Figur 3,

Figur 5 die Einzelheit Z' nach der Einzelheit Z der Figur 4, jedoch mit innerer Federabstützung über einen Anschlag

an den Ringsegmenten,

Figur 6 einen Teilschnitt eines Stößels mit magnetischer Verriegelung,
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Figur 7 einen weiteren Teilschnitt eines Stößels mit einer zusätzlichen Gestaltungsvariante bezüglich der magnetischen Verriegelung und

Figur 8 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Stößel mit

Verdrehsicherung der Einheiten zueinander.

Aus Figur 1 ist ein Stößel 1 entnehmbar. Dieser weist einen kreisringförmigen und einen kreisförmigen Bodenabschnitt 2, 3 auf. Beide Bodenabschnitte sind durch Nocken unterschiedlichen Hubes beaufschlagbar (nicht dargestellt), wobei der kreisringförmige Bodenabschnitt 2 durch zumindest einen Nocken größeren Hubes als der kreisförmige Bodenab-

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schnitt 3 beaufschlagt ist. Von einer nockenfernen Stirnfläche 4 des kreisförmigen Bodenabschnittes 3 erstreckt sich eine konzentrische Führungshülse 5. In der Führungshülse 5 ist ein hydraulisch wirkendes Spielausgleichselement 6 längsbeweglich aufgenommen. Ein mit dem kreisringförmigen Bodenabschnitt 2 verbundenes hohlzylindrisches Hemd 6a erstreckt sich ebenfalls in eine nockenferne Richtung und ist in einer Bohrung 7 eines Zylinderkopfes 8 geführt. Der kreisringförmige Bodenabschnitt 2 mit seinem Hemd 6a und der kreisförmige Bodenabschnitt 3 mit seiner Führungshülse 5 bilden separate Einheiten 9, 10. Beide Einheiten 9, 10 sind relativ zueinander verschiebbar ausgebildet.

Im kreisförmigen und kreisringförmigen Bodenabschnitt 3, 2 sind radial verlaufende, in einer Grundkreisphase der Nocken (nicht dargestellt) fluchtende, Bohrungen 11, 12 vorgesehen. In der Bohrung 11 des kreisförmigen Bodens 3 sind im ungekoppelten Zustand des Stößels 1 zwei Kolben 13 angeordnet. Im Falle des Koppeins werden die Kolben 13 entgegen der Kraft einer ihnen zugeordneten Zugfeder 14 durch Hydrauliköl in Richtung der Bohrungen 12 gedrückt und übergreifen mit ihrer Außenmantelfläche 15 eine sich in Axialrichtung erstreckende, ringförmige Trennfläche 16 zwischen beiden Einheiten 9, 10.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist zur Versorgung eines zentrischen Ölvorratsraumes 17 des Spielausgleichselementes 6 und zur Beaufschlagung der Kolben 13 mit Hydrauliköl lediglich eine gemeinsame Versorgungsleitung 18 vorgesehen. Zur Bildung dieser Versorgungsleitung 18 ist in einem Ringraum 20, welcher in radialer Richtung zwischen dem Hemd 6a und einem konzentrischen Ansatz 21, der sich vom kreisringförmigen Bodenabschnitt 2 in eine nockenferne Richtung erstreckt, ein im Querschnitt gesehen umgekehrt U-förmiges und ringförmiges Blechteil 22 vorgesehen. Ein Boden 23 des Blechteils 22 begrenzt einen ringförmigen Ölvorratsraum 24 in Richtung zum kreisringförmigen Bodenabschnitt 2. Mit seinen Schenkeln 25, 26 liegt das Blechteil an einer Innenmantelfläche 27 des Hemdes 6a und gleichzeitig an einer Innenmantelfläche 28 des konzentrischen Ansatzes 21 öl- und luftdicht an. Zwischen diesen Flächen und Schenkeln ist ein Nutquerschnitt 29 für das Hydrauliköl vorgesehen. Dieser Querschnitt 29 führt von der Zuführbohrung 19 in

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den ersten Ölvorratsraum 20, 24 und von diesem über eine Bohrung 30 zu dem zentrischen Ölvorratsraum 17 im Spielausgleichselement 6 sowie zu den Kolben 13.

Zur Aufteilung des Ölstromes ist auf einer den Nocken (nicht dargestellt) zugewandten Stirnfläche 31 eines in einem Außenkolben 32 des Spielausgleichselementes 6 gelagerten Innenkolbens 33 eine Einlegeplatte 34 vorgesehen. Zwischen dieser und der Stirnfläche 31 ist zumindest eine Aussparung 35 für den Ölübertritt in den Ölvorratsraum 17 gegeben. Ein weiterer Kanal 36 ist zwischen der Einlegeplatte 34 und der Stirnfläche 4 des kreisförmigen Bodenabschnittes 3 gebildet. Durch diesen gelangt das Hydrauliköl zu den Kolben 13. Diese sind wiederum mit je einer Zugfeder 14 verbunden, welche anderenends an einem Stift 37 befestigt ist. Dieser Stift 37 ist im kreisförmigen Bodenabschnitt 3 gelagert. Denkbar sind auch weitere Befestigungsformen für die Zugfeder 14, auf diese soll hier jedoch nicht näher eingegangen werden. Zur Begrenzung der Radialbewegung der druckmittelbeaufschlagten Kolben 13 in den Bohrungen 11, 12 (siehe Figur 1) sind als Hülsen ausgebildete Anschlagmittel 37a in den Bohrungen 12 vorgesehen.

Die Bohrungen 11 im kreisförmigen Bodenabschnitt 3 sternförmig anzulegen, ist den Figuren 3 und 4 entnehmbar. Bei dieser Variante ist jedem Kolben 13 in Radialrichtung ein Ringsegment 38 vorgeordnet. Die Ringsegmente 38 werden an ihrer Außenmantelfläche 39 durch ein als Schlauchfeder ausgebildetes, Federelement 40 radial nach innen gedruckt. Dieses Federelement 40 ist in einer Ringnut 41 (siehe Figur 4) der Außenmantelfläche 39 der Ringsegmente 38 gehalten. Eine Verdrehsicherung des Stößels 1 in seiner Bohrung 7 im Zylinderkopf 8 ist durch eine in diesem Beispiel mittig in seinem Hemd 6a angeordnete Rollennadel 42 gegeben (siehe auch Figur 1).

Wie in Figur 5 gezeigt, kann eine Bohrungsfläche 42a des konzentrischen Ansatzes 21 eine Durchmessererweiterung 43 aufweisen. Eine Unterkante 44 dieser bildet für die Ringsegmente 38 einen Anschlagpunkt. Die Durchmessererweiterung 43 dient einer relativen Wegbegrenzung der Einheiten 9, 10 zueinander.

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Der Figur 6 ist eine erfindungsgemäße Gestaltung eines Stößels 1 mit einem magnetischen Koppelmechanismus entnehmbar. Hierbei ist ein permanentmagnetischer Kolben 45 vorgesehen. Dieser ist in ungekoppeltem Zustand in der Bohrung 11 des kreisförmigen Bodenabschnittes 3 angeordnet. Im Falle des Koppeins beider Einheiten 9, 10 wird der Kolben 45 entgegen seiner Magnetkraft zu einer Anschlaghülse 46, die zentral in der Bohrung 11 des kreisförmigen Bodenabschnittes 3 gelagert ist, über Hydrauliköl in Richtung zur Bohrung 12 gedrückt. Dem Kolben 45 ist in Radialrichtung in der Bohrung 12 ein weiterer permanentmagnetischer Körper 47 vorgeordnet. Dieser übt in bezug auf den Kolben 45 eine Abstoßungskraft auf.

Aus Figur 7 geht eine weitere Variante einer magnetischen Verriegelung hervor. Ein in den Bohrungen 11, 12 längsbeweglicher Kolben 48 ist ferromagnetisch, jedoch nichtmagnetisierbar ausgebildet. Im Falle des Koppeins wird dieser Kolben 48 entgegen der Magnetkraft eines zentral in der Bohrung 11 einsitzenden Permanentmagneten 49 in Richtung zur Bohrung 12 über Hydrauliköl verschoben. Ein Anschlag 37a begrenzt die Radialbewegung.

Letztlich ist aus Figur 8 ersichtlich, daß eine Außenmantelfläche 49a der Führungshülse 5 und die Bohrung 42a des konzentrischen Ansatzes 21 über zueinander komplementäre Anflachungen 50a als Verdrehsicherung der beiden Elemente 2, 3 zueinander verfügen.

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Bezugszahlenliste

5	1	Stößel	33	Innenkolben
	2	Bodenabschnitt	34	Einlegeplatte
	3	Bodenabschnitt	35	Aussparung
	4	Stirnfläche	36	Kanal
	5	Führungshülse	37	Stift
10	6	Spielausgleichselement	37a	Anschlagmittel
	6a	Hemd	38	Ringsegment
	7	Bohrung	39	Außenmantelfläche
	8	Zylinderkopf	40	Federelement
	9	Einheit	41	Ringnut
15	10	Einheit	42	Rollennadel
	11	Bohrung	42a	Bohrungsfläche
	12	Bohrung	43	Durchmessererweiterung
	13	Kolben	44	Unterkante
	14	Zugfeder	45	Kolben
20	15	AußenmanteIflache	46	Anschlaghülse
	16	Trennfläche	47	Körper
	17	Ölvorratsraum	48	Kolben
	18	Versorgungsleitung	49	Permanentmagnet
	19	Zuführbohrung	49a	Außenmantelfläche
25	20	Ringraum, Ölvorratsraum	50	Koppelmittel
	21	Ansatz	50a	Anflachung
	22	Blechteil	51	Bereich
	23	Boden	52	Anschlagmittel
	24	Ölvorratsraum	53	Stirnfläche
30	25	Schenkel	54	Aussparung
	26	Schenkel	55	Bereich
	27	Innenmantelfläche	56	Blechteil
	28	Innenmantelfläche	57	Druckfeder
	29	Nutquerschnitt
35	30	Bohrung
	31	Stirnfläche
	32	Außenkolben

Claims

8522 Herzogenaurach ANR 17 17 332 2445-ll-DE tansprüche

1. Stößel (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem kreisringförmigen und einem kreisförmigen Bodenabschnitt (2, 3), die konzentrisch zueinander angeordnet und jeweils von Nocken unterschiedlichen Hubes beaufschlagbar sind, wobei ein zentraler Nocken kleinen Hubes zur Beaufschlagung des kreisförmigen und zumindest ein neben diesem angeordneter Nocken größeren Hubes zur Beaufschlagung des kreisringförmigen Bodenabschnittes (3, 2) dienen, wobei der Stößel (1) über ein mit dem kreisringförmigen Bodenabschnitt (2) verbundenes hohlzylindrisches Hemd (6a) in einer Bohrung (7) eines Zylinderkopfes (8) geführt ist, während der kreisförmige Bodenabschnitt (3) an seiner den Nocken abgewandten Stirnfläche (4) eine Führungshülse (5) mit einem darin angeordneten Spielausgleichselement (6) aufnimmt, und wobei die mit den beiden Bodenabschnitten (2, 3) versehenen Einheiten (9, 10) relativ zueinanander verschiebbar und durch radial verlagerbare Koppelmittel aneinander koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß im kreisförmigen und kreisringförmigen Bodenabschnitt (3, 2) radial verlaufende, in einer Grundkreisphase der Nocken fluchtende, Bohrungen (11, 12) angeordnet sind, die zumindest einen durch ein Druckmittel gegen Federkraft verschiebbaren Kolben (13, 45, 48) als Koppelmittel aufweisen und daß der Kolben (13, 45, 48) im Falle des Koppeins beider Einheiten (9, 15) in Radialrichtung derart verschieb-1 ich ausgebildet ist, daß er mit seiner Außenmantelfläche (15) eine sich in Axialrichtung erstreckende, ringförmige Trennfläche (16) zwischen beiden Einheiten (9, 10) übergreift.

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2. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmittel Hydrauliköl verwendet wird, wobei zur Versorgung eines zentrisehen Ölvorratsraumes (17) des Spielausgleichselementes (6) und zur Beaufschlagung der Kolben (13) eine gemeinsame Versorgungsleitung (18) für das Druckmittel, ausgehend von einer Zuführbohrung (19) durch das Hemd (6a), vorgesehen ist.

3. Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich vom kreisringförmigen Bodenabschnitt (2) in eine von den Nocken abgewandte Richtung ein hülsenförmiger und konzentrischer Ansatz (21) erstreckt, in dessen Bohrungsfläche (42a) die Führungshülse (5) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) aufgenommen ist.

4. Stößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ringraum (20), welcher in Radialrichtung zwischen dem konzentrischen Ansatz (21) und dem Hemd (6a) verläuft, ein im Querschnitt gesehen umgekehrt U-förmiges und ringförmiges Blechteil (22) angeordnet ist, dessen Boden (23) einen ersten Ölvorratsraum (24) in Richtung zum kreisringförmigen Bodenabschnitt (2) begrenzt, daß das Blechteil (22) mit seinen Schenkeln (25, 26) an Innenmantelflächen (27, 28) des Hemdes (6a) und des konzentrischen Ansatzes (21) öl- und luftdicht anliegt und daß zwischen der Innenmantelfläche (27) des Hemdes (6a) und dem dort anliegenden Schenkel (26) sowie zwischen der Innenmantelfläche (28) des Ansatzes (21) und dem dort anliegenden Schenkel (25) des U-förmigen Blechteils (22) ein Nutquerschnitt (29) für Druckmittel, ausgehend von der Zuführbohrung (19) in den ersten Ölvorratsraum (20), und von diesem über zumindest eine, den konzentrischen Ansatz (21) und die Führungshülse (5) schneidende, Bohrung (30) zu dem zentrischen Ölvorratsraum (17) des Spielausgleichselementes (6) und zu den Kolben (13), vorgesehen ist.

5. Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer den Nocken zugewandten Stirnfläche (31) eines in einem Außenkolben (32) des Spielausgleichselementes (6) gelagerten Innenkolbens (33) eine Einlegeplatte (34) angeordnet ist, daß einerseits zwischen dieser und der Stirnfläche (31) zumindest eine Aussparung (35) für einen Druckmittelübertritt in den zentrischen Ölvorratsraum (17) angeordnet ist

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und daß andererseits zwischen der Einlegeplatte (34) und der Stirnfläche (34) wenigstens ein radial verlaufender Kanal (36) für die Druckmittelbeaufschlagung der Kolben (13) angeordnet ist.

6. Stößel nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft über zumindest eine, mit jedem Kolben (13) verbundene, Zugfeder (14) hergestellt ist, die anderenends an einem zentrisch im kreisförmigen Bodenabschnitt (3) angeordneten Stift (37) befestigt ist, wobei die Kolben (13) über die Zugfeder (14) im ungekoppelten Zustand der Einheiten (9, 10) in der Bohrung (11) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) gehalten sind.

7. Stößel nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß in den im kreisringförmigen Bodenabschnitt (2) verlaufenden Bohrungen (12) Anschlagmittel (37a) zur radialen Wegbegrenzung der Kolben (13) vorgesehen sind.

8. Stößel nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (11) im kreisförmigen Bodenabschnitt (3) sternförmig angeordnet sind, wobei in jeder Bohrung (11) ein Kolben (13) angeordnet ist, daß jedem Kolben (13) in Radialrichtung ein Ringsegment (38) als Koppelmittel vorgeordnet ist, daß die Ringsegmente (38) an ihrer Außenmantelfläche (39) durch ein sie gemeinsam umschließendes, radial nach innen wirkendes, Federelement (40) beaufschlagt sind.

9. Stößel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Federelement (40) zumindest eine Schlauchfeder verwendet ist, welche in einer in der Außenmantelfläche (39) der Ringsegmente (38) verlaufenden Ringnut (41) lagefixiert ist.

10. Stößel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungsfläche (42a) des konzentrischen Ansatzes (21), zumindest im Bereich der aus den Bohrungen (11) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) im ungekoppelten Zustand hervorstehenden Ringsegmente (38) eine Durchmessererweiterung (43) aufweist, deren Unterkante (44) den Ringsegmenten (38) einen Anschlag bietet.

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11. Stößel nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein permanentmagnetischer Kolben (45) vorgesehen ist, daß dieser Kolben (45) im ungekoppelten Zustand in der Bohrung (11) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) angeordnet ist, daß im Falle des Koppeins der beiden Einheiten (9, 10) der permanentmagnet!sehe Kolben (45) entgegen seiner Magnetkraft zu einer Anschlaghülse (46), welche zentral in der Bohrung (11) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) gelagert ist, über Hydrauliköl in Radialrichtung verschiebbar ist, wobei in der jeweiligen Bohrung (12) des kreisringförmigen Bodenabschnittes (2) ein permanentmagnetischer Körper (47) angeordnet ist, der in Bezug auf den Kolben (45) eine Abstoßungskraft ausübt.

12. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein ferromagnetischer, nichtmagnetisierbarer Kolben (48) vorgesehen ist, daß dieser Kolben (48) im ungekoppelten Zustand in der Bohrung (11) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) angeordnet ist, daß im Falle des Koppeins der beiden Einheiten (9, 10) der Kolben (48) entgegen der Magnetkraft eines Permanentmagneten (49), welcher zentral in der Bohrung (11) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) gelagert ist, über Hydrauliköl in Radialrichtung verschiebbar ausgebildet ist.

13. Stößel (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem kreisringförmigen und einem kreisförmigen Bodenabschnitt (2, 3), die konzentrisch zueinander angeordnet und jeweils von Nocken unterschiedlichen Hubes beaufschlagbar sind, wobei ein zentraler Nocken kleinen Hubes zur Beaufschlagung des kreisförmigen und zumindest ein neben diesem angeordneter Nocken größeren Hubes zur Beaufschlagung des kreisringförmigen Bodenabschnittes (3, 2) dienen, wobei der Stößel (1) über ein mit dem kreisringförmigen Bodenabschnitt (2) verbundenes hohlzylindrisches Hemd (6a) in einer Bohrung (7) eines Zylinderkopfes (8) geführt ist, während der kreisförmige Bodenabschnitt (3) an seiner den Nocken abgewandten Stirnfläche (4) eine Führungshülse (5) mit einem darin angeordneten Spielausgleichselement (6) aufnimmt, und wobei die mit den beiden Bodenabschnitten (2, 3) versehenen Einheiten (9, 10) relativ zueinander verschiebbar und durch verlagerbare Koppelmittel aneinander koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß

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Anschlagmittel zur relativen axialen Wegbegrenzung der beiden Einheiten (9, 10) vorgesehen sind.

14. Stößel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagmittel (52) in einem nahe einer den Nocken zugewandten Stirnfläche

(53) des kreisförmigen Bodenabschnitts (3) liegenden, Bereich (51) einer Außenmantelfläche (49a) der Führungshülse (5) angeordnet sind, wobei sie aus in komplementäre Aussparungen (54) der Außenmantelfäche (49a) der Führungshülse (5) gepreßten Wälzkörpern bestehen.
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15. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Bohrung (7) des Zylinderkopfes (8) über eine in seinem Hemd (6a) angeordnete, und dieses in Radialrichtung überragende, Rollennadel (42) verdrehgesichert geführt ist.

16. Stößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außenmantelfläche (49a) der Führungshülse (5) und die Bohrungsfläche (42a) des konzentrischen Ansatzes (21) über zueinander komplementäre Anflachungen (50a) verfügen.

17. Stößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ringraum (20) zwischen dem Boden (23) des U-förmigen Blechteils (22) und einem von einem den Nocken abgewandten Bereich (55) der Führungshülse (5) ausgehenden, sich radial erstreckenden, weiteren Blechteil

(56) zumindest eine, die Führungshülse (5) umschließende und in Axialrichtung wirkende, Druckfeder (57) angeordnet ist.